Mais de 2,4 bilhões de anos atrás, A atmosfera da Terra era inóspita, cheios de gases tóxicos que impulsionavam as temperaturas superficiais flutuantes. Entender como o mundo atual de climas amenos e ar respirável tomou forma é uma questão fundamental nas ciências da Terra.

Nova pesquisa da Universidade de Maryland, a Universidade de St. Andrews, Laboratório de propulsão a jato da NASA, a University of Leeds e o Blue Marble Space Institute of Science sugerem que, há muito tempo, A atmosfera da Terra passou cerca de um milhão de anos cheia de uma névoa rica em metano. Esta névoa expulsou uma grande quantidade de hidrogênio da atmosfera, abrindo caminho para grandes quantidades de oxigênio encherem o ar. Essa transformação resultou em uma atmosfera muito parecida com a que sustenta a vida na Terra hoje.

Os resultados do grupo, publicado em 13 de março, 2017 na primeira edição online do Proceedings of the National Academy of Sciences , propor uma nova causa contribuinte para o Grande Evento de Oxidação, que ocorreu há 2,4 bilhões de anos, quando as concentrações de oxigênio na atmosfera da Terra aumentaram mais de 10, 000 vezes.

"A transformação do ar da Terra de uma mistura tóxica para uma mais acolhedora, atmosfera rica em oxigênio aconteceu em um instante geológico, "disse James Farquhar, professor de geologia da UMD e co-autor do estudo. Farquhar também tem um compromisso no Centro Interdisciplinar de Ciência do Sistema Terrestre da UMD. "Com este estudo, finalmente temos a primeira imagem completa de como a névoa de metano fez isso acontecer. "

Os pesquisadores usaram registros químicos detalhados e modelos atmosféricos sofisticados para reconstruir a química atmosférica durante o período imediatamente anterior ao Grande Evento de Oxidação. Seus resultados sugerem que bactérias antigas - a única vida na Terra na época - produziram grandes quantidades de metano que reagiu para encher o ar com uma névoa espessa, assemelhando-se à atmosfera moderna da lua de Saturno, Titã.

Estudos anteriores feitos por muitos dos mesmos pesquisadores identificaram vários desses eventos de neblina no início da história da Terra. Mas o estudo atual é o primeiro a mostrar a rapidez com que esses eventos começaram e quanto tempo duraram.

"Altos níveis de metano significam que mais hidrogênio, o gás principal impedindo o acúmulo de oxigênio, poderia escapar para o espaço sideral, pavimentando o caminho para a oxigenação global, "disse Aubrey Zerkle, um biogeoquímico da Universidade de St. Andrews e co-autor do estudo. "Nosso novo conjunto de dados constitui o registro de maior resolução da química atmosférica arqueana já produzido, e pinta um quadro dramático das condições da superfície da Terra antes da oxigenação de nosso planeta. "

A névoa de metano persistiu por cerca de um milhão de anos. Depois que hidrogênio suficiente deixou a atmosfera, as condições químicas corretas assumiram e a explosão de oxigênio começou, permitindo a evolução de toda a vida multicelular.

A chave para a análise dos pesquisadores foi a descoberta de padrões anômalos de isótopos de enxofre nos registros geoquímicos dessa época. Isótopos de enxofre são frequentemente usados ​​como substitutos para reconstruir antigas condições atmosféricas, mas as investigações anteriores sobre o período de tempo em questão não revelaram nada muito incomum.

"Reconstruir a evolução da química atmosférica tem sido o foco da pesquisa geoquímica, "disse Gareth Izon, autor principal do estudo, que contribuiu com a pesquisa enquanto era pesquisador de pós-doutorado em St. Andrews e agora é pesquisador de pós-doutorado no Instituto de Tecnologia de Massachusetts. "Nossos novos dados mostram que a composição química da atmosfera era dinâmica e, pelo menos no prelúdio do Grande Evento de Oxidação, hipersensibilidade à regulação biológica. "

O artigo de pesquisa, "Regulação biológica da química atmosférica a caminho da oxigenação planetária, "Gareth Izon, Aubrey Zerkle, Kenneth Williford, James Farquar, Simon Poulton, e Mark Claire, foi publicado em 13 de março, 2017 na Proceedings of the National Academy of Sciences .